JP5932362B2 - 船体用制御装置、船体用制御プログラムおよび船体の制御方法 - Google Patents
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Description
1)特許文献1の発明は、定点に船体を自動復帰させるための制御装置であり、船が流し釣りをするための制御がされない。
2)特許文献2の制御装置では当該定点を中心とする円形領域内に限定され、この円形領域外での流し釣りはできない。
3)円形領域内において流し釣りをする場合にも、風の影響を受け、船体が漂流する方位と潮の流れの方位とにズレが生じる。また、このズレを修正できない。
4)主推進装置とは別途、補助推進装置の設置が必須であるため、制御が複雑となり、かつ、コストもかかる。
さらに、現在の船首方位を前記目標船首方位に常時一致するようにスラスタを制御する第1のスラスタ制御手段、前記目標位置と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに前記クラッチを嵌めて船体を推進させ、船体が第2の設定距離推進したときに前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御手段、前記目標位置を、船体が第2の設定距離推進したときの船体の位置に更新する目標位置更新手段、を有し、更新した目標位置に基づいて前記第1のクラッチ制御手段を実行する第1の船体制御手段を備えることを特徴とする。
さらに、現在の船首方位を前記目標船首方位に常時一致するようにスラスタを制御する第1のスラスタ制御手段、前記目標位置と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに前記クラッチを嵌めて船体を推進させ、船体が第2の設定距離推進したときに前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御手段、前記目標位置を、船体が第2の設定距離推進したときの船体の位置に更新する目標位置更新手段、を有し、更新した目標位置に基づいて前記第1のクラッチ制御手段を実行する第1の船体制御手段を備えることを特徴とする。
さらに、現在の船首方位を前記目標船首方位に常時一致するようにスラスタを制御する第1のスラスタ制御ステップ、前記目標位置と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに前記クラッチを嵌めて船体を推進させ、船体が第2の設定距離推進したときに前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御ステップ、前記目標位置を、船体が第2の設定距離推進したときの船体の位置に更新する目標位置更新ステップ、を有し、更新した目標位置に基づいて前記第1のクラッチ制御ステップを実行する第1の船体制御ステップを備えることを特徴とする。
前記目標位置と現在の船体の位置との最短距離を取得する手段と、前記目標経路と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第1の設定距離以下である第2の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御手段と、前記目標位置と船体との最短距離が第3の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第3の設定距離以下である第4の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させる第2のクラッチ制御手段と、前記第1のクラッチ制御手段と前記第2の制御手段とを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。
前記目標位置と現在の船体の位置との最短距離を取得するステップと、前記目標経路と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第1の設定距離以下である第2の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御ステップと、前記目標位置と船体との最短距離が第3の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第3の設定距離以下である第4の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させる第2のクラッチ制御ステップと、前記第1のクラッチ制御ステップと前記第2の制御ステップとを切り替える切替ステップと、を備えることを特徴とする。
図1に示すように、本発明の船体用制御装置1は船体Aに配され、船体用制御装置1にGPS航法装置2、クラッチ制御装置3、スラスタ制御装置5が接続されている。また、クラッチ制御装置3にはクラッチ4が接続され、クラッチ4にエンジン7が接続されている。また、スラスタ制御装置5にはスラスタ6が接続されている。
GPS航法装置2は、船体Aの位置を検知する検知部と、船体Aの位置から目標位置までの最短距離や船体Aの位置から目標経路までの最短距離を算出する制御部とを有する。なお、船体Aの位置と目標位置との最短距離はこれらの直線距離を算出する。船体Aの位置と目標経路との最短距離は、従来のクロストラックエラーの算出方法を用いればよい。その他、次のような算出方法を用いることもできる。例えば、図15に示すように、船体Aの初期位置を始点(0,0)とする座標をとる。そして、始点(0,0)を通る目標経路である直線αと、船体Aの現在位置(x、y)と始点(0,0)とを結ぶ線分βとを座標上に引く。次に、始点を中心として直線αと線分βとの角度θと、線分βの長さLを算出する。この長さLにsinθを乗じ絶対値をとることで、現在位置から直線αに引いた垂線の長さが算出でき、これを目標経路と船体Aの現在位置との最短距離とする。なお、目標経路の設定については、後述するスラスタ制御装置が潮の流れを算出して、船体Aの初期位置から潮の流れる方位に引いた直線を目標経路として算出する。
クラッチ制御装置3は、推進機においてエンジン7と接続するクラッチ4と接続されており、推進機の作動・停止をクラッチ4の嵌脱により制御する。そして、船体用制御装置1は、クラッチ制御装置3に対して、クラッチ4の嵌脱指令を出力する。
スラスタ制御装置5は、図2に示す船体Aの前方に設けられたスラスタ6を制御するための装置である。また、スラスタ制御装置5は、船体Aの船首方位を検知する方位センサ(図示せず)と、随時船体Aの現在の船首方位と船体Aから目標位置への方位との一致・不一致を判定する制御部(図示せず)とを有する。制御部は、船体用制御装置からのスラスタ作動の指令を受けて、船体Aの船首方位を所定の方位に向けるべくスラスタ6を作動して船体Aを回転させ、所定の方位に達するとスラスタ6を停止させる。
船体用制御装置1は、GPS航法装置2から船体Aの位置情報、これと目標位置や目標経路との最短距離情報、船体Aの位置から目標位置や目標経路への設定方位、スラスタ制御装置5からの船体Aの現在の船首方位などを受信し記憶する記憶部11と、これら各情報からクラッチ制御装置3やスラスタ制御装置5を介してクラッチ4やスラスタ6を制御する制御部12と、船体Aを目標位置に維持する制御(掛かり釣り)と船体Aを目標経路に維持する制御(流し釣り)とを切り替えるスイッチ13と、最短距離に応じてクラッチ制御装置3やスラスタ制御装置5に指令を出す契機となる各設定距離を入力する入力部14と、現在の船首方位、設定方位、最短距離などを表示する表示部15と、を有する。
次に、船体用制御装置1もしくは船体用制御プログラムを用いた制御方法について説明する。以下、制御1〜制御6は、その一例である。
(1)制御1
まず、制御1における、流し釣りまたは掛かり釣りをする場合の制御方法について、図3、図4を用いて説明する。
ステップA1:流し釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を流し釣りに入れる。
ステップA11:掛かり釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチを掛かり釣りに入れる。
次に、制御2について、図5、図6を用いて説明する。
ステップB1:流し釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を流し釣りに入れる。
ステップB11:掛かり釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を掛かり釣りに入れる。
次に、制御3について、図7、図8を用いて説明する。なお、図7に示す(流し釣り)の制御については、図5の制御2と同様のため、説明を省略する。なお、図7中の符号については、図7の(c1、X5、X6)が、図5の(b1、X3、X4)に対応する。
ステップC11:掛かり釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を掛かり釣りに入れる。
次に、制御4について、図9、図10を用いて説明する。なお、図9に示す(流し釣り)制御については、図5の制御2と同様のため、説明を省略する。なお、図9中の符号については、図9の(d1、X7、X8)が、図5の(b1、X3、X4)に対応する。
ステップD11:掛かり釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を掛かり釣りに入れる。
次に、制御5について、図11、図12を用いて説明する。
ステップE1:流し釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を流し釣りに入れる。
ステップE11:掛かり釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を掛かり釣りに入れる。
次に、制御6について、図13、図14を用いて説明する。なお、(流し釣り)制御については、図13の制御5と同様のため、説明を省略する。図13中の符号については、図11の(e1、X9、X10)が、図13の(f1、X11、X12)に対応する。
ステップF11:流し釣りを開始しようとする操船者は、クラッチ4を脱して船体Aを停止し、船体用制御装置1のスイッチ13を掛かり釣りに入れる。
1 船体用制御装置
11 記憶部
12 制御部
13 スイッチ
14 入力部
15 表示部
2 GPS航法装置
3 クラッチ制御装置
4 クラッチ
5 スラスタ制御装置
6 スラスタ
7 エンジン
8 潮流センサ
Claims (15)
- クラッチと、スラスタと、を備えた船体における船体用制御装置であって、
前記クラッチを脱して前記船体を停止した状態における、前記船体の目標位置情報を取得する手段と、前記船体の目標船首方位情報を取得する手段と、
現在の船体の現在位置情報を取得する手段と、
現在の船体の現在船首方位情報を取得する手段と、
前記目標位置と現在の船体の位置との最短距離を取得する手段と、を備え、
現在の船首方位を前記目標船首方位に常時一致するようにスラスタを制御する第1のスラスタ制御手段と、前記目標位置と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに前記クラッチを嵌めて船体を推進させ、船体が第2の設定距離推進したときに前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御手段と、前記目標位置を、船体が第2の設定距離推進したときの船体の位置に更新する目標位置更新手段と、を有し、更新した目標位置に基づいて前記第1のクラッチ制御手段を実行する第1の船体制御手段
をさらに備えることを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項1において、
目標位置と船体との最短距離が第3の設定距離に達したときに、現在の船首方位を前記目標位置に向けて常時この船首方位を維持する第2のスラスタ制御手段と、前記クラッチを嵌めて船体を推進させ、船体が第4の設定距離推進したときに前記クラッチを脱して船体を停止させる第2のクラッチ制御手段と、前記目標位置を、船体が第4の設定距離推進したときの船体の位置に更新する目標位置更新手段と、を有し、更新した目標位置に基づいて前記第2のクラッチ制御手段を実行する第2の船体制御手段をさらに備え、
前記第1の船体制御手段と第2の船体制御手段とを切り替える切替手段を具備することを特徴とする船体用制御装置。 - クラッチと、スラスタと、を備えた船体における船体の制御方法であって、
前記クラッチを脱して前記船体を停止した状態における、前記船体の目標位置情報を取得するステップと、前記船体の目標船首方位情報を取得するステップと、
現在の船体の現在位置情報を取得するステップと、
現在の船体の現在船首方位情報を取得するステップと、
前記目標位置と現在の船体の位置との最短距離を取得するステップと、を備え、
現在の船首方位を前記目標船首方位に常時一致するようにスラスタを制御する第1のスラスタ制御ステップと、前記目標位置と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに前記クラッチを嵌めて船体を推進させ、船体が第2の設定距離推進したときに前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御ステップと、前記目標位置を、船体が第2の設定距離推進したときの船体の位置に更新する目標位置更新ステップと、を有し、更新した目標位置に基づいて前記第1のクラッチ制御ステップを実行する第1の船体制御ステップをさらに備えることを特徴とする船体の制御方法。 - 請求項3において、
目標位置と船体との最短距離が第3の設定距離に達したときに、現在の船首方位を前記目標位置に向けて常時この船首方位を維持する第2のスラスタ制御ステップと、前記クラッチを嵌めて船体を推進させ、船体が第4の設定距離推進したときに前記クラッチを脱して船体を停止させる第2のクラッチ制御ステップと、前記目標位置を、船体が第4の設定距離推進したときの船体の位置に更新する目標位置更新ステップと、を有し、更新した目標位置に基づいて前記第2のクラッチ制御ステップを実行する第2の船体制御ステップをさらに備え、
前記第1の船体制御手段と第2の船体制御手段とを切り替える切替ステップを具備することを特徴とする船体の制御方法。 - クラッチと、スラスタと、を備えた船体における船体用制御装置であって、
前記クラッチを脱して前記船体を停止した状態における、前記船体の目標位置情報を取得する手段と、潮の流れに基づき算出した目標経路情報を取得する手段と、前記船体の目標船首方位情報を取得する手段と、
現在の船体の現在位置情報を取得する手段と、
現在の船体の現在船首方位情報を取得する手段と、
前記目標経路と現在の船体の位置との最短距離を取得する手段と、
前記目標位置と現在の船体の位置との最短距離を取得する手段と、
前記目標経路と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第1の設定距離以下である第2の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止する第1のクラッチ制御手段と、
前記目標位置と船体との最短距離が第3の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第3の設定距離以下である第4の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させる第2のクラッチ制御手段と、
前記第1のクラッチ制御手段と前記第2の制御手段とを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項5において、
潮の流れを取得する手段と、
前記目標位置を起点として潮の流れに沿った直線を漂流経路として取得する漂流経路情報取得手段と、を備え、
前記漂流経路情報を前記目標経路情報として用いることを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項5または6において、
現在の船首方位を前記目標船首方位に常時一致するようにスラスタを制御するスラスタ制御手段を備えることを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項5または6において、
前記目標経路と船体との最短距離が、前記第1の設定距離に達したときに、前記目標船首方位と現在の船首方位とが一致するようにスラスタを制御するスラスタ制御手段を備え、
前記スラスタ制御に続き、前記第1のクラッチ制御を実行することを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項5または6において、
前記目標経路情報における方位情報と前記現在船首方位情報とに基づき、これらの方位差が0度または180度か否かを判定する判定手段と、
前記方位差が0度または180度である場合に、船首を前記方位差があらかじめ設定した方位差となるように前記スラスタを制御するスラスタ制御手段と、
を備えることを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項5または6において、
前記目標位置と船体との最短距離が前記第3の設定距離に達したときに、前記目標位置を起点に前記目標方位から左右に45度ずつふれた角度で、前記目標位置を通り前記目標位置を中心に直交する2本の直線によって区画される4つの領域を形成する手段と、
前記目標位置を起点に前記目標方位側および目標方位の反対側の区画をA区画とし、それ以外の区画をB区画として、船体がA区画に位置する場合に、船首または船尾が前記目標位置に向くようにスラスタを制御するスラスタ制御手段と、を備え、
前記スラスタ制御に続き、前記第2のクラッチ制御を実行することを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項10において、
現在の船体がB区画に位置する場合に、前記クラッチを嵌めて、船体がA区画に入るまで船体を前進または後進させる第3のクラッチ制御手段を備えることを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項5において、
潮の流れを取得する手段と、
前記目標位置を起点として潮の流れに直行する直線を漂流経路として取得する漂流経路情報取得手段と、
現在の船首方位を漂流経路と直行する方位に常時一致するようにスラスタを制御するスラスタ制御手段と、を備え、
前記漂流経路情報を前記目標経路情報として用いることを特徴とする船体用制御装置。 - 請求項5または6において、
前記第2のクラッチ制御手段が、
さらに前記第4の設定距離以上で前記第3の設定距離以下である第5の設定距離を有し、
目標位置と船体との最短距離が前記第5の設定距離に達したときに、前記船首方位を前記目標位置に向けるよう前記スラスタを制御し、前記第3の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第3の設定距離以下で
ある第4の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させるクラッチ制御手段である、ことを特徴とする船体用制御装置。 - クラッチと、スラスタと、を備えた船体における船体の制御方法であって、
前記クラッチを脱して前記船体を停止した状態における、潮の流れに基づき算出した目標経路情報を取得するステップと、前記船体の目標位置情報を取得するステップと、前記船体の目標船首方位情報を取得するステップと、
現在の船体の現在位置情報を取得するステップと、
現在の船体の現在船首方位情報を取得するステップと、
前記目標経路と現在の船体の位置との最短距離を取得するステップと、
前記目標位置と現在の船体の位置との最短距離を取得するステップと、
前記目標経路と船体との最短距離が第1の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第1の設定距離以下である第2の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させる第1のクラッチ制御ステップと、
前記目標位置と船体との最短距離が第3の設定距離に達したときに、前記クラッチを嵌めて船体を前進または後進させ、該最短距離が前記第3の設定距離以下である第4の設定距離に達したときに、前記クラッチを脱して船体を停止させる第2のクラッチ制御ステップと、
前記第1のクラッチ制御ステップと前記第2の制御ステップとを切り替える切替ステップと、
を備えることを特徴とする船体の制御方法。 - 請求項14において、
前記船体が流される漂流方位を取得するステップと、
前記目標地点を起点として前記漂流方位に沿った直線を漂流経路として取得する漂流経路情報取得ステップと、を備え、
前記漂流経路情報を前記目標経路情報として用いることを特徴とする船体の制御方法。
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